Memcache — 分布式与一致性哈希
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17.memcached最大能存储多大的单个item？
1MB。如果你的数据大于1MB，可以考虑在客户端压缩或拆分到多个key中。
为什么单个item的大小被限制在1M byte之内？啊…这是一个大家经常问的问题！
简单的回答：因为内存分配器的算法就是这样的。详细的回答：Memcached的内存存储引擎（引擎将来可插拔…），使用slabs来管理内存。内存被分成大小不等的slabs chunks（先分成大小相等的slabs，然后每个slab被分成大小相等chunks，不同slab的chunk大小是不相等的）。chunk的大小依次从一个最小数开始，按某个因子增长，直到达到最大的可能值。
18.memcached能够更有效地使用内存吗？
Memcache客户端仅根据哈希算法来决定将某个key存储在哪个节点上，而不考虑节点的内存大小。因此，您可以在不同的节点上使用大小不等的缓存。但是一般都是这样做的：拥有较多内存的节点上可以运行多个memcached实例，每个实例使用的内存跟其他节点上的实例相同。
19.什么是二进制协议，我该关注吗？
关于二进制最好的信息当然是二进制协议规范：二进制协议尝试为端提供一个更有效的、可靠的协议，减少客户端/服务器端因处理协议而产生的CPU时间。
根据Facebook的测试，解析ASCII协议是memcached中消耗CPU时间最多的环节。所以，我们为什么不改进ASCII协议呢？
20.memcached的内存分配器是如何工作的？为什么不适
用malloc/free！？为何要使用slabs？实际上，这是一个编译时选项。默认会使用内部的slab分配器。您确实确实应该使用内建的slab分配器。最早的时候，memcached只使用 malloc/free来管理内存。然而，这种方式不能与OS的内存管理以前很好地工作。反复地malloc/free造成了内存碎片，OS最终花费大量的时间去查找连续的内存块来满足malloc的请求，而不是运行memcached进程。如果您不同意，当然可以使用malloc！只是不要在邮件列表中抱怨啊!
slab分配器就是为了解决这个问题而生的。内存被分配并划分成chunks，一直被重复使用。因为内存被划分成大小不等的slabs，如果item 的大小与被选择存放它的slab不是很合适的话，就会浪费一些内存。Steven Grimm正在这方面已经做出了有效的改进。
21.memcached是原子的吗？
所有的被发送到memcached的单个命令是完全原子的。如果您针对同一份数据同时发送了一个set命令和一个get命令，它们不会影响对方。它们将被串行化、先后执行。即使在多线程模式，所有的命令都是原子的，除非程序有bug:)
命令序列不是原子的。如果您通过get命令获取了一个item，修改了它，然后想把它set回memcached，我们不保证这个item没有被其他进程（process，未必是操作系统中的进程）操作过。在并发的情况下，您也可能覆写了一个被其他进程set的item。
memcached 1.2.5以及更高版本，提供了gets和cas命令，它们可以解决上面的问题。如果您使用gets命令查询某个key的item，memcached会给您返回该item当前值的唯一标识。如果您覆写了这个item并想把它写回到memcached中，您可以通过cas命令把那个唯一标识一起发送给 memcached。如果该item存放在memcached中的唯一标识与您提供的一致，您的写操作将会成功。如果另一个进程在这期间也修改了这个 item，那么该item存放在memcached中的唯一标识将会改变，您的写操作就会失败
22.如何实现集群中的session共享存储？
Session是运行在一台服务器上的，所有的访问都会到达我们的唯一服务器上，这样我们可以根据客户端传来的sessionID，来获取session，或在对应Session不存在的情况下（session 生命周期到了/用户第一次登录），创建一个新的Session；但是，如果我们在集群环境下，假设我们有两台服务器A，B，用户的请求会由Nginx服务器进行转发（别的方案也是同理），用户登录时，Nginx将请求转发至服务器A上，A创建了新的session，并将SessionID返回给客户端，用户在浏览其他页面时，客户端验证登录状态，Nginx将请求转发至服务器B，由于B上并没有对应客户端发来sessionId的session，所以会重新创建一个新的session，并且再将这个新的sessionID返回给客户端，这样，我们可以想象一下，用户每一次操作都有1/2的概率进行再次的登录，这样不仅对用户体验特别差，还会让服务器上的session激增，加大服务器的运行压力。为了解决集群环境下的seesion共享问题，共有4种解决方案：
1、 粘性session；粘性session是指Ngnix每次都将同一用户的所有请求转发至同一台服务器上，即将用户与服务器绑定。
2、 服务器session复制；即每次session发生变化时，创建或者修改，就广播给所有集群中的服务器，使所有的服务器上的session相同。
3、 session共享；缓存session，使用redis， memcached。
4、 session持久化；将session存储至数据库中，像操作数据一样才做session。
23.memcached与redis的区别？
1、 Redis不仅仅支持简单的k/v类型的数据，同时还提供list，set，zset，hash等数据结构的存储而；memcache只支持简单数据类型，需要客户端自己处理复杂对象
2、 Redis支持数据的持久化，可以将内存中的数据保持在磁盘中，重启的时候可以再次加载进行使用；（PS：持久化在rdb、aof）。
3、 由于Memcache没有持久化机制，因此宕机所有缓存数据失效Redis配置为持久化，宕机重启后，；将自动加载宕机时刻的数据到缓存系统中。具有更好的灾备机制。
4、 Memcache可以使用Magent在客户端进行一致性hash做分布式Redis支持在服务器端做分布式；（PS:Twemproxy/Codis/Redis-cluster多种分布式实现方式）
5、 Memcached的简单限制就是键（key）和Value的限制最大键长为250个字符可以接受的储存数；据不能超过1MB（可修改配置文件变大），因为这是典型slab 的最大值，不适合虚拟机使用。而Redis的Key长度支持到512k。
6、 Redis使用的是单线程模型，保证了数据按顺序提交Memcache需要使用cas保证数据一致性；CAS（Check and Set）是一个确保并发一致性的机制，属于“乐观锁”范畴；原理很简单：拿版本号，操作，对比版本号，如果一致就操作，不一致就放弃任何操作cpu利用。由于Redis只使用单核，而Memcached可以使用多核，所以平均每一个核上Redis在存储小数据时比Memcached性能更 高。而在100k以上的数据中，Memcached性能要高于Redis 。
7、 memcache内存管理：使用SlabAllocation原理相当简单，预先分配一系列大小固定的组，然后；根据数据大小选择最合适的块存储。避免了内存碎片。（缺点：不能变长，浪费了一定空间）memcached默认情况下下一个slab的最大值为前一个的1.25倍。
8、 redis内存管理：Redis通过定义一个数组来记录所有的内存分配情况，Redis采用的是包装的；malloc/free，相较于Memcached的内存 管理方法来说，要简单很多。由于malloc 首先以链表的方式搜索已管理的内存中可用的空间分配，导致内存碎片比较多
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